4. Определение расходов пара, ок и пв в элементах ту при частичной нагрузке

Нам известны параметры пара, ОК и ПВ во всех элементах тепловой схемы при частичных нагрузках (см. Табл. 3).

Теперь, в рамках этого параграфа, нам предстоит определить расходы перечисленных сред в элементах схемы в соответствии с заданной мощностью, и свести баланс расходов с заданной точностью (0,1 %). Расчеты выполняются на основе тепловых и материальных балансов, составленных для каждого элемента системы регенеративного подогрева основного конденсата и питательной воды. Параметры сепарата и конденсата греющего пара СПП, которые также участвуют в роли греющих потоков в системе регенерации, определены в предыдущем разделе.

4.1. Составление уравнений теплового и материального баланса элементов тепловой схемы в режиме чн.

В учебных задачах, когда отсутствуют точные данные о потоках рабочего тела в элементах тепловой схемы, материальный баланс имеет упрощенный вид и составляется для всей установки в целом. При этом относительные доли потерь и расходов пара, не связанные с работой собственно турбоустановки и ее теплообменного оборудования, принимаются в расчетах одинаковыми для всех режимов работы (номинальная и частичная нагрузки).

Потери пара и конденсата в цикле, протечки рабочего тела через уплотнения вала турбины и штоков запорно-регулирующих клапанов, расходы пара на эжекторные установки и другие вспомогательные элементы оцениваются по укрупненным показателям, которые сложились по данным эксплуатации аналогичных действующих паротурбинных установок [2,3,4].

При наличии внешних потребителей пара и теплоты на основе информации об их нагрузках и параметрах соответствующих теплоносителей выбираются точки отбора пара из турбины для этих целей.

Обозначим:

D₀ – расход пара на турбину;

D_п – расход острого пара на пароперегреватель (вторая ступень, если она есть);

D – суммарный расход пара на турбину и СПП.

Материальный баланс для этих величин запишется в виде

D = D₀ + D_п (40)

Утечки рабочего тела во втором контуре АЭС оцениваются величиной 0,3  0,5 % от суммарного расхода пара D.

D_ут = (0,003  0,005)D (41)

Утечки пара через концевые уплотнения валов турбин и штоков клапанов составляет от 0,5 до 1,2 % от D

D_упл = (0,005  0,012)D (42)

Расход пара на эжекторную установку обычно принимают 0,3 % от D

D_эж = 0,003D (43)

Конденсат пара, прошедшего через концевые уплотнения вместе с конденсатом пара эжекторных установок обычно сливается в конденсатор и возвращается в цикл. Считая, что все материальные потери сосредоточены в месте максимального температурного уровня рабочего тела, расход пара из парогенератора определится из соотношения

D_пг = D + D_ут + D_упл + D_эж (44)

В приведенных выше значениях потерь рабочего тела в паротурбинном цикле меньшие значения относятся к ТУ мощностью до 500 МВт, а большие – для более мощных установок (1000 МВт и более).

Таким образом, для ТУ мощностью 1000 МВт можно записать, что

D_пг = (1 + 0,005 + 0,012 + 0,003)D = 1,02D (45)

Продувку парогенераторов принимают в размере 0,5 % от его производительности

D_пр = 0,005D_пг (46)

Тогда расход питательной воды на парогенераторы может быть оценен величиной

D_пв = D_пг + D_пр = 1,005D_пг (47)

В рассматриваемом примере, для ТУ 1000 МВт

D_пв = 1,0051,02  1,025D (48)

Поскольку продувочная вода парогенераторов после очистки возвращается в цикл, то расход добавочной воды должен быть равен величине утечек.

D_дв = D_ут = (0,003  0,005)D (49)

Добавочная вода после подогревателя химочищенной воды (ПХОВ) может подаваться в конденсатор главной турбины или в деаэратор. Во всех ТС ТУ АЭС в проекте предусмотрена подача добавочной воды в К. Однако в схемах предусмотрены насосы повышенного давления, которые имеют возможность подавать добавочную воду в Д.

Для тепловой схемы ТУ К-1000-60/3000 (например) расход пара на турбину при номинальной нагрузке составляет D₀= 1650 кг/с (заводские данные для каждой ТУ приведены в справочниках, например, [2,3,4]).

Общий расход пара на ТУ (D) равен сумме расхода пара на турбину (D₀) и пароперегреватель (ПП для двухступенчатых СПП и ПП2 – для трехступенчатых СПП) – D_п. Расход пара на пароперегреватель нам будет известен после расчета СПП. Поэтому на предварительном этапе, при определенииG_пвможно увеличить D₀на 5–10 % с последующим уточнением после расчета СПП.

D = D₀+ D_пп= 1,1D₀= 1,11650 = 1815 кг/с (50)

Расход питательной воды, проходящей через ПВД с учетом всех потерь составит для ТУ К-1000-60/3000 (с учетом того, что D_ппподмешивается за последним ПВД)

G_пв= 1,025D₀= 1,0251650 = 1691,25 кг/с (51)

Примеры уравнений теплового баланса для любого (j-го) поверхностного регенеративного подогревателя, имеющего охладитель дренажа греющего пара, приведены в [3,4].

В настоящем пособии продемонстрируем пример составления уравнений теплового и материального балансов на примере ТУ К-1000-60/1500-2, для которой в табл. 3 приведены параметры всех потоков.